Questa ricerca presenta una soluzione per la formazione sull'uso dei robot nell'agricoltura di precisione attraverso la realtà virtuale. L'agricoltura di precisione è l'uso di metodi di monitoraggio per raccogliere dati nelle aziende agricole per ottimizzare il processo decisionale sulle risorse disponibili. Con questa si sta sviluppando una tendenza a usare robot per raccogliere dati sulle piante e gestirli fisicamente. Questo accade per l'alta crescita della richiesta della popolazione mondiale e per i lavoratori che lasciano le aziende per cercare opportunità di lavoro in posti più urbani. Questo rende chiaro che la robotica e la agricoltura di precisione avranno un crescente sviluppo nei prossimi anni con bisogno di nuove soluzioni tecnologiche e formazioni su quelle. Queste tecnologie continuano a essere più complesse, costose, e, nel caso di alcuni robot, più fragili e pericolose se non sono gestite e maneggiate correttamente. Per questo, la nostra ricerca presenta una soluzione di formazione attraverso la realtà virtuale dove questi rischi sono ridotti al minimo. Studi precedenti dicono che il principale vantaggio della realtà virtuale è quello della formazione sull'uso di dispositivi tecnologici. Perciò, in questa ricerca si svilupperà un'esperienza che fornisce la possibilità di fare allenamenti sull'uso e gestione di robot nel contesto dell'agricoltura senza averci bisogno del robot fisico. Si simulerà un robot di terra e uno aereo in un campo con piante ed infestanti, dove l'utente dovrà interagire con questi robot per compiere compiti di gestione agricola. La valutazione del metodo si baserà principalmente sulla efficacia dell'utente nello svolgimento di compiti specifici a diverse fasi di utilizzo del sistema VR. Inoltre, questionari si presenteranno agli utenti dopo le prove, per confrontarli con il rendimento allo scopo di generare conclusioni sull'efficacia del metodo, i suoi vantaggi, e le sue difficoltà in vista di future ricerche.
Il contributo principale consiste in una piattaforma di formazione sull'uso di robot per agricoltura di precisione attraverso la realtà virtuale. Lo stato dell'arte include esperienze formative nella realtà virtuale e gli sviluppi di questa tecnologia per la teleoperazione di robot. Tuttavia, al meglio delle nostre conoscenze, queste soluzioni non sono state presentate nel formato del contributo che stiamo presentando. Inoltre, la realtà virtuale è stata sviluppata da molti anni, ma di anno in anno nuovi sviluppi hanno portato i dispositivi ad avere dei miglioramenti nelle funzionalità e nello sviluppo di applicazioni [1]. Le funzionalità sviluppate per creare la piattaforma desiderata potrebbero risultare innovativi per il fatto che si intendono migliorare le possibilità di interazione con dispositivi di realtà virtuale ancora in sviluppo prototipale [1]. Innanzitutto, il "motion sickness" (cinetosi) è un problema molto presente nell'uso di questa tecnologia e rimane ancora una sfida a risolvere [2], [3]. In questo ambito, la realizzazione di modelli di interazione di carattere innovativo può generare risultati di interesse per la comunità degli sviluppatori.
Insieme all'interazione, ci sono anche nuove possibilità di esperienza visuale che possono sfruttare i motori grafici e hardware ad alte prestazioni, rendendo l'esperienza di formazione più efficace nel nostro contesto, e potenzialmente in molti altri. Lo sfruttamento di motori grafici genera anche nuovi elementi di interesse per la comunità di sviluppatori, in particolare nello studio della reazione degli utenti a diversi livelli di realismo visuale.
Infine, il progetto può generare la possibilità di ulteriori ricerche nel contesto presentato. Per esempio, la formazione sui nuovi robot di agricoltura disponibili nel futuro, come pure la possibilità di implementare teleoperazione. Anche altri contesti potrebbero essere sviluppati con alcuni dei risultati prodotti da questo progetto, la realtà virtuale è da considerare ancora nelle prime fasi di sviluppo [3].
[1] D. Liu, K. K. Bhagat, Y. Gao, T.-W. Chang, and R. Huang, 'The Potentials and Trends of Virtual Reality in Education,' in Virtual, Augmented, and Mixed Realities in Education, D. Liu, C. Dede, R. Huang, and J. Richards, Eds. Singapore: Springer Singapore, 2017, pp. 105'130.
[2] J. Munafo, M. Diedrick, and T. A. Stoffregen, 'The virtual reality head-mounted display Oculus Rift induces motion sickness and is sexist in its effects,' Exp. Brain Res., vol. 235, no. 3, pp. 889'901, Mar. 2017, doi: 10.1007/s00221-016-4846-7.
[3] H. K. Kim, J. Park, Y. Choi, and M. Choe, 'Virtual reality sickness questionnaire (VRSQ): Motion sickness measurement index in a virtual reality environment,' Appl. Ergon., vol. 69, pp. 66'73, May 2018, doi: 10.1016/j.apergo.2017.12.016.